كيفية منع شيخوخة رغوة البولي يوريثان الناعمة؟

يعتمد تفاعل رغوة البولي يوريثان على مكونين كيميائيين رئيسيين: بوليول إيثر وإيزوسيانات، بالإضافة إلى إضافات أخرى بما في ذلك الماء وثنائي كلورو ثنائي فلورو الميثان ومثبتات الرغوة والمحفزات. يتم خلط هذه المواد على الفور وبقوة، وتتفاعل لتكوين رغوة، وهي عملية تولد كمية كبيرة من الحرارة.

البلاستيك الرغوي عبارة عن مادة مسامية ذات مساحة سطحية كبيرة. في حين أن الحرارة المتولدة عند حواف الرغوة يمكن أن تتبدد، فإن الحرارة الموجودة في الجزء المركزي، بسبب التأثير العازل للرغوة، تكون أكثر صعوبة في إزالتها. في التفاعل النموذجي، تؤدي الحرارة المنطلقة إلى رفع درجة حرارة مركز كتلة الرغوة لتحقيق المعالجة. وقد لوحظ أنه في غضون 2 إلى 6 ساعات بعد الرغوة، يمكن أن ترتفع درجات الحرارة إلى 140-160 ° C، وأحيانا أعلى من ذلك، حولها 180 ° C. إذا استمرت درجة الحرارة في الارتفاع، يمكن أن يؤدي ذلك إلى حرق القلب، والتدخين، وحتى الاحتراق التلقائي.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي التعرض الطويل لرغوة البولي يوريثان لأشعة الشمس إلى تفاعل أكسدة تلقائية، مما يتسبب في تحلل البوليمر، وتغير اللون، والتقصف، وانخفاض في الخصائص الفيزيائية، مما يجعلها غير صالحة للاستخدام. منذ تصنيع البولي يوريثين، أصبح حرق اللب والشيخوخة موضوعات ساخنة للبحث والاهتمام في صناعة البولي يوريثين.

تعتبر مضادات الأكسدة من الإضافات المهمة في إنتاج رغوة البولي يوريثان. تمنع مضادات الأكسدة المناسبة تحلل البوليولات، وتقلل من تكوين المنتجات الثانوية، وتقلل من خطر حرق اللب، ويمكن أن تؤخر الشيخوخة التأكسدية الحرارية أثناء استخدام المنتج، وبالتالي إطالة عمره. عادةً ما تكون مضادات الأكسدة شائعة الاستخدام في رغوة البولي يوريثان سائلة وتنقسم إلى ثلاث فئات: الأمينات العطرية (مثل 5057)، والفينولات المعوقة (مثل 1135)، واسترات الفوسفيت (مثل PDP). بالنسبة للتطبيقات ذات متطلبات الألوان المنخفضة، يتم استخدام مزيج من الأمينات العطرية والفينولات المعيقة بشكل عام، في حين أن التطبيقات ذات متطلبات الألوان الأعلى قد تستخدم مزيجًا من الفينولات المعيقة واسترات الفوسفيت.

علاوة على ذلك، إذا تعرضت المنتجات لأشعة الشمس بشكل متكرر، فيجب إضافة كمية معينة من مثبتات الأشعة فوق البنفسجية لتحسين العمر الافتراضي ومقاومة الاصفرار. تتكون مثبتات الأشعة فوق البنفسجية بشكل أساسي من ماصات الأشعة فوق البنفسجية ومثبتات الضوء الأميني المعوق (HALS). تمتص ماصات الأشعة فوق البنفسجية، مثل البنزوتريازولات والبنزوفينونات والتريازينات، الأشعة فوق البنفسجية الضارة وتحولها إلى حرارة من خلال نقل رابطة الهيدروجين داخل الجزيئات أو الأيزومرية المقرنة العابرة. يشير HALS إلى الأمينات التي تحتوي كل منها على مجموعتي ميثيل α - ذرة الكربون التي تتحول بعد الأكسدة الضوئية إلى جذور النيتروسو. تعتبر هذه الجذور مكونات مستقرة يمكنها التقاط الجذور الحرة وتجديد جذور النيتروسو من خلال التفاعل مع جذور البيروكسيد. تشتمل عوامل حجب الأشعة فوق البنفسجية على أسود الكربون وأكسيد الزنك وثاني أكسيد التيتانيوم وأصباغ أخرى تستخدم كملونات. تستخدم هذه العوامل تشتتها العالي وقدرتها على التغطية لعكس الأشعة فوق البنفسجية الضارة، مما يحمي البوليمر.